Министерство образования и науки Российской Федерации 13 страница

13. Храмов, Ю.А. Физики. Биографический справочник / Ю.А. Храмов - Ки­ев: Наукова думка, 1977.- 508 с.

14. Енохович, А.С. Справочник по физике и технике. /А.С. Енохович. М.: Просвещение, 1983. - 224 с.

15. Карякин, Н.И. Краткий справочник по физ ике. / Н.И. Карякин, К.Н. Бы­стров, П.С. Киреев. - М.: Высшая школа, 1969. - 600 с.

16. Чепурной, В. Устройства хранения информации / В. Чепурной - СПб.: BHV-Санкт-Петербург, 1998. - 208 с.

17. Меркулов, Д. Магия жидких кристаллов // Наука и жизнь.- 2004. №12. - С. 126.

18. Водянов, Н.Г. Физ ика атома и атомных явлений: лабораторный практи­кум / Н.Г. Водянов, В.В. Самарин.- Чебоксары: Изд-во ЧГУ, 1993.

19. Хлебников, Н.С. Сурьмяно-цезиевые катоды и фотоэлементы // УФН, 1943, т. XXVI, вып. 1. - С. 88.

20. Ядерная физика: лабораторный практикум / В.А. Александров и др. - Чебоксары: Изд-во Чуваш. ун-та, 1999. - 192 с.

21. Горбунова, О.И. Задачник-практикум по общей физике. Оптика. Атомная физика: учеб. пособие. /О.И. Горбунова, А.М. Зайцева, С.Н. Красников; под. ред. проф. Н.В. Александрова. - М.: Просвещение, 1977. - 112 с.

22. Сборник задач по общему курсу физики. Оптика: учеб. пособие / под. ред. Д.В. Сивухина. - М.: Наука, 1977. - 320 с.

23. Фрауэнфельдер, Г. Субатомная физика / Г. Фрауэнфельдер, Э. Хенли. - М.: Мир, 1979. - 736 с.

24. Максимов, М.Т. Радиоактивные загрязения и их измерение: учеб. посо­бие / М.Т. Максимов, Г.О. Оджагов. - М.: Энергоатомиздат, 1989.- 304 с.

25. Хольнов, Ю.В. Характеристики излучений радиоактивных нуклидов, применяемых в народном хозяйстве. Оцененные данные: справочник. / Ю.В. Хольнов, В.П. Чечев. - М.: Атомиздат, 1980.- 375 с.

26. Схемы распадов радионуклидов. Энергии и интенсивности излучения. В

2 ч. М.: Атомиздат, 1987. Ч. 1, кн. 1. - 319 с.; кн. 2. - 395 с.;.Ч. 2, кн. 1. - 427 с.; кн. 2. - 479 с.

27. Светодиоды на фонарных столбах. Наука и жизнь №6, 2009. С. 25.

28. Зимина Т. Новое поколение дисплеев теснит “плазму”. Наука и жизнь №7, 2009. С. 7.

29. Ландау, Л.Д. Теоретическая физика. В 10 т. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Т. IV. - Квантовая электродинамика. / В.Б. Берестецкий, Е.М. Лифшиц, Л.П. Питаевский. - М.: Наука, 1980. - 704 с.

30. Физика твердого тела: Учеб. пособие для втузов / И.К. Верещагин, С.М. Кокин, В.А. Никитенко и др.; Под ред. И.К. Верещагина. - М.: Высш. шк., 200.

- 237с.

31. Механика, молекулярная физика и основы термодинамики: Учебное)о- собие для выполнения лабораторных работ /В.А. Андреев, Ф.Т. Денисов, А.Н. Максимов, В.В. Самарин, Г.М. Филиппов; под ред. В.В. Самарина - Чебоксары, ЧПИ МГОУ, 2010. - 180 с.

Учебное издание

Владимир Александрович АНДРЕЕВ Федор Трофимович ДЕНИСОВ Сергей Михайлович КАЗАКОВ Алексей Николаевич МАКСИМОВ Вячеслав Владимирович САМАРИН Г еннадий Михайлович ФИЛИППОВ

ОПТИКА И КВАНТОВАЯ ФИЗИКА

Учебное)особие для вы)олнения лабораторных работ Под редакцией С.М. Казакова

Подготовка к печати: В.В. Чегулов Оформление: Н.Л. Лукина

Изготовлено в Редакционно-издательском отделе ЧПИ МГОУ 428022, г. Чебоксары, ул. П. Лумумбы, 8 Тел.: [phone]

Подписано в печать 14.09.10. Формат 60х84/16 Г арнитура Times New Roman. Бумага офсетная. Печать оперативная Усл. печ. л. 10,22. Тираж 100 экз. Заказ № 3S1

Отпечатано в типографии ИП Сорокина А.В. «Новое время» 428034, г. Чебоксары, ул. Мичмана Павлова, 50/1 Тел.: [phone], 46-43-46

* http://www.biomed.ru/catalog/goods/

4. Измерения спектров второго и последующих порядков

1. Установите на поворотный столик часть CD-диска и направьте излуче­ние полупроводникового лаз ера на решетку. Добейтесь нормального падения лучей на решетку, при этом отраженный луч - максимум нулевого порядка должен воз вращаться на лаз ер рядом с его выходным окном. Из мерьте и внеси­те в отчет угол поворота столика 0₀ (по угловой шкале), соответствующий та­кому положению.

2. Поверните столик с отражательной решеткой так, чтобы максимум первого порядка наблюдался в направлении падающего луча при x = x₀ (рис.6.7). Измерьте угол поворота столика 0 по угловой шкале и внесите его в табл. 6.2. Найдите разность ф = 0 - 0_О.

3. Повторите п. 2 для максимумов второго, третьего и других наблюдае­мых порядков.

4. Из формулы (6.6) с учетом у — ф следует условие наблюдения ди­фракционного максимума m -го порядка

2d sin ф — mk. (6.16)

Определите по этой формуле несколько значений длины волны к лазерного излучения, найдите среднее значения (к) и случайную погрешность Дк. Окончательный результат представьте в виде к — (к) ± Дк и сравните его с ре­зультатом, полученным с помощью максимумов первого и второго порядков.

*1

Эраз м Бартолин (1625-1698) - датский физ ик и математик [13].

* От греч. Nema - нить.

*¹ Этьен Луи Малюс (1775-1812) - француз ский физ ик, кроме з акона (7.6) разработал теорию двойного лучепреломления света в кристаллах, открыл в 1808 г. поляри ацию света при от­ражении и преломлении, сконструировал ряд поляриз ационных приборов [13].

*1

Гейгер Ганс Вильгельм (1882-1945) - немецкий физик-экспериментатор, его научные ра­боты посвящены атомной и ядерной физ ике, физ ике космических лучей. В 1909-1910 гг. вместе с Э.Мардсеном провел опыты по рассеянию альфа-частиц в тонких пленках, эти экс­перименты сыграли решающую роль в открытии Э. Рез ерфордом атомного ядра [13].

вызывается нажатием «:» (двоеточие) на клавиатуре или с помощью панели Арифметика.

Рис. П.1.2. Конечный вид рабочего листа программы SMath Studio PC при вычислении по формуле (10.18)

Выполните следующие действия:

2. Щелкните мышкой ниже, введите символы “с2” и знак присваивания (например, с панели Арифметика), затем числовое значение и т.д. Шаблон для

ввода степени ' вводится с панели Арифметика.

3. При вводе формул после ввода з нака деления “/” появляется дробная черта. Для продолжения ввода операций щелкните мышкой так, чтобы уголок охватывал часть формулы, к которой должна применяться вводимая операция.

4. После завершения ввода наберите d =, знак равенства можно ввести и клавиатуры, и, с панели Арифметика. Результат показ ан на рис. П.1.2.

5. Для повторения расчета просто з амените данные, вычисления будут проделаны автоматически. Сохраните документ.

[1] Виллеброд Снеллиус (1591-1626) - голландский ученый, занимался оптикой, математикой, астрономией [13].

[2] От лат. lens - чечевица.

[3] Пара... (от греч. para - возле мимо, вне) - часть сложных слов, оз начающая находящийся рядом, а также отклоняющийся от чего-нибудь, нарушающий что-либо (например, парамаг- нети м).

[4] От греч. слов dia - через и dioptrika - учение о преломлении света при прохождении через преломляющие поверхности и их системы.

* От греч. stigma - укол, пятно.

[5] От лат. аbaberratio - уклонение.

[6] А.Левенгук довел увеличение простого микроскопа до 300^х и впервые обнаружил и описал микроорганиз мы.

http://www.dino-microscope.ru/shop/ruchnye mikroskopy/.

[7]² http://www.biomed.ru/catalog/goods/microscopes/, профессиональный микроскоп “Биомед-6” имеет увеличение до 1600 крат.

[8]3

Из обретение такого микроскопа относят к периоду между 1590 и 1610 гг. и связ ывают с именем Г.Янсена.

[9] Переместите экран в положение Э₁ а положительной лин ой так, чтобы на нем получилось резкое уменьшенное из ображение предмета (см. рис. 2.11 б), и мерьте его ра мер h₂. Внесите три его положения, соответствующих наилуч-

[10] От греч. stigma - укол, пятно.

[11]¹ От лат. аЬаЬеггайо - уклонение.

От англ. refraction - преломление. От англ. reflecion - отражение.

[12] Роберт Гук (1635-1703 гг.) - английский физик [13].

Исаак Ньютон (1643-1727 гг.) - выдающийся английский физ ик. Свои оптические исследо­вания Ньютон изложил в “Оптике” (1704 г.) [13].

[13]

В осветителе используются красный, з еленыи и синии светодиодов повышенной яркости, см. работу 3.10. В дополнение к ним можно применять светодиоды и с другими цветами из - лучения.

[14] Огюстен Жан Френель (1788-1827 гг.) - француз ский физ ик, внес большой вклад в раз витие физ ической оптики [13].

[15] Йоз еф Фраунгофер (1787 -1826 гг.) - немецкий физ ик, внес большой вклад в исследование дисперсии и со дание ахроматических лин, и учал дифракцию в параллельных лучах, впер­вые использ овал явление дифракции (с 1815 г.) и дифракционные решетки (с 1821 г.) для ис­следования спектров [13].

[16] Голографическая решетка получена Ф.Т. Денисовым.

[17] Исходя из формулы (6.16) получите формулу для угловой дисперсии при наблюдении спектров по схеме на рис. 6.7. Найдите значения угловой дис­персии D и линейной дисперсии D_x использ ованной дифракционной решетки для всех наблюдаемых порядков.

[18]² От греч. dichroos — двухцветный.

^[19]2 Лабораторную установку рекомендуется поместить по соседству с компьютером, имею­щим жидкокристаллический монитор.

[20] Огюстен Жан Френель (1788-1827 гг.) - французский физик, начал исследования под влия­нием Э.Л. Малюса и внес большой вклад в раз витие физ ической оптики. Наряду с англий­ским физ иком Т.Юнгом является создателем волновой теории света, на основе которой объ­яснил ряд оптических явлений, связ анных с дифракцией и поляриз ацией света [13].

[21] Дэйвид Брюстер (1781-1868) - шотландский физик, исследовал поляризацию света, в 1815 г. установил з акон (8.2), наз ванный его именем, открыл двойное лучепреломление в средах с искусственной аниз отропией и круговую поляриз ацию, в 1817 г. из обрел калейдоскоп [13].

[22]1

Планк Макс Карл Эрнст Людвиг (1858-1947) - немецкий физ ик-теоретик, создатель кван­товой теории, в 1900 г. ввел квант действия (постоянную Планка), лауреат Нобелевской пре­мии по физ ике 1918 г, ввел термин “теория относительности”, в 1906 г. вывел уравнения ре­лятивистской динамики [13].

[23]² В этом можно убедиться, направив на светодиод свет сначала от одной, а з атем от двух одинаковых ламп накаливания, находящихся от светодиода на одинаковых расстояниях и выз ывающих примерно такие же з начения фото-э.д.с., что и нихромовая пластинка.

[24] Неорганические светодиоды экологичней и экономичней люминесцентных ламп, их элек­тропотребление ниже в 7 раз по сравнению с традиционными лампами накаливания, а срок службы составляет 50 тыс. часов - порядка 15 лет (у ламп накаливания всего 1 тыс. часов, у люминесцентной ртутной лампы ДРЛ - 2 года, см. http://energyland.info/news-show-38047 и [27]. Планируемое массовое произ водство в России (ЗАО “Светлана-Оптоэлектроника” пла­нирует произ водство 120 млн. шт. в год, www.nanonewsnet.ru/news/2010/) поз волит сниз ить их пока высокую цену. Органические светодиоды могут использ оваться в создании нового поколения экранов после жидкокристаллических (см. с. 77,78) и плаз менных [28]. В данном лабораторном практикуме светодиоды и полупроводниковый ла ер применяются в семи ра­ботах (3.1, 3.4, 3.6. 3.8, 3.9, 3.10, 3.11) из двенадцати.

[25] Герц Генрих Рудольф (1857-1894 гг.) - немецкий физик, экспериментально доказал сущест­вование электромагнитных волн, впервые наблюдал внешний фотоэффект [13].

*1

Столетов Александр Григорьевич (1839-1896) - русский физ ик, открыл з акон з ависимости силы фототока от интенсивности света (з акон Столетова). Научные работы посвящены элек­тромагнетизму, оптике, молекулярной физике [13].

[26]² Томсон Джоз еф Джон (1856-1940) - английский физ ик, в 1897 г по отклонению катодных лучей в магнитном поле и мерил массу и электрический аряд составляющих их частиц, т.е. открыл электрон (Нобелевская премия, 1906 г.). Научные работы посвящены прохождению электрического тока чере ра реженные га ы, катодным и рентгеновским лучам, атомной физ ике, физ ике металлов. Предложил в 1903 г одну из первых атомных моделей, явился од­ним и основоположников классической электронной теории металлов [13].

[27] Переключите тумблеры в положения диапаз она 0-10 В. Включите блок питания 0-10 В и два мультиметра. На одном мультиметре установите режим из мерения напряжения до 20В, на другом мультиметре - режим измерения тока до 200 мкА. Увеличивая напряжение на фотоэлементе и_вн, устанавливайте це­лые значения тока I (в мкА), сначала через 0,1 мкА, а з атем через 0,5 мкА, з а- писывайте показ ания микроамперметра и вольтметра в табл. 11.3.

[28] Артур Холли Комптон (1892-1962) - американский физик, открыл в 1923 г. явление изме­нения длины волны рентгеновского излучения вследствие его рассеяния электронами веще­ства и дал его теорию, з а это открытие получил Нобелевскую премию в 1927 г. [13].

[29]² Резерфорд Эрнст (1871-1937) - английский физик, основоположник ядерной физики, в 1899 г. открыл альфа- и бета-лучи, в 1908 г. удостоен Нобелевской премии по химии з а ис­следования по превращению элементов и химии радиоактивных веществ. С помощью счет­чика Гейгера в 1909 г. доказ ал, что альфа-частицы являются ядрами атома гелия. Обнаружил в 1906 г. рассеяние альфа-частиц в веществе, что привело к открытию им в 1911 г. атомного ядра. У Резерфорда учились выдающиеся российские физики П.Л.Капица, Ю.Б.Харитон и др. [13].

^[30] Автор - А.Ивашов, см. www.smath.exponenta.ru. Для работы программы необходима пред­варительная установка бесплатной программы Microsoft DotNet FrameWork 1.1

[31] Щелкните мышкой в верхней части документа и выполните команду Вставка-Текст, введите текст комментария (например, “Работа 3.10”.

Дата добавления: 2015-11-04